Luận văn tốt nghiệp (thuyết minh tính toán) thiết kế công trình wink hotel saigon center

KHOẢNG CÁCH THÔNG THỦY GIỮA CÁC THANH CỐT THÉPTheo mục 10.3.2 TCVN 5574:2018, khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa cácthanh cốt thép cần được lấy sao cho đảm bảo sự làm việc đồng thời g

KIẾN TRÚC – KẾT CẤU

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

Tên công trình: CHUNG CƯ KENTON

 Mặt bằng công trình hình chữ nhật, chiều dài 40.6 (m), chiều rộng 30.9 (m).

 Tòa nhà bao gồm 13 tầng nổi và 1 tầng hầm cụ thể như sau:

 Tầng hầm: dùng để làm bãi để xe.

 Tầng 1: Dùng làm trung tâm thương mại và các tiện ích dịch vụ Tầng 2 – 13 là phòng ngủ, nhà ăn, nhà vệ sinh Tầng KT và tầng mái.

 Các tầng điển hình có chiều cao 3.6 (m), tầng hầm có chiều cao 3.4 (m), tầng 1 có chiều cao 4.2 (m)

 Cote ± 0.00 (m) đặt tại MĐTN, cao độ mặt sàn T1 là +4.2 (m), cao độ sàn tầng hầm 1 là -3.40 (m), Chiều cao công trình là 51.0 (m) tính từ MĐTN.

Hình 1-1 Mặt bằng tầng 1 – tầng 11

PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG

Bảng 2-1 Đặc trưng thông số bê tông B30

TT Đặc trưng thông số

Module đàn hồi của bê tông

Cường độ chịu nén tiêu chuẩn Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn

Cường độ chịu nén tính toán Đơn vị

Cường độ chịu kéo tính toán

Bảng 2-2 Đặc trưng thông số của thép CB240-T và CB400-V

TT Đặc trưng thông số Loại thép

Module đàn hồi khi chịu kéo và nén 200000

3 Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang Rsw 170 280 Đơn vị

MPa Cường độ chịu nén tính toán

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

2.2.1 Chọn chiều dày bản sàn

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức:

- D là hệ số phụ thuộc vào tải trọng, lấy bằng 1

- L là chiều dài cạnh ngắn của ô bản.

- m là hệ số phụ thuộc vào loại ô sàn, với sàn 2 phương chọn m = 50

Dùng ô sàn có kích thước lớn nhất (7.5m × 8.5m) để tính toán sơ bộ chiều dày sàn:

Chọn chiều dày hs = 150 (mm) cho tất cả các ô bản

2.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

- Chiều cao dầm với L là nhịp dầm

Dầm dọc trục A, B, C, D, E có nhịp lớn nhất là 7.5m nên:

- Sơ bộ chiều cao dầm

Chọn chiều cao dầm là 600 (mm)

- Sơ bộ bề rộng dầm:

Chọn bề rộng dầm là 300 (mm)

Dầm dọc trục 1, 2, 3, 4,…, 8 có nhịp lớn nhất là 8.5m nên:

- Sơ bộ chiều cao dầm

Chọn chiều cao dầm là 600 (mm)

- Sơ bộ bề rộng dầm:

Chọn bề rộng dầm là 300 (mm)

Vậy sinh viên chọn dầm chính có tiết diện cho toàn bộ mặt bằng.

2.2.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột

Tiết diện cột được chọn sơ bộ thông qua sự ước lượng tổng tải đứng tác dụng lên cột theo công thức kinh nghiệm như sau:

Tổng lực dọc tác dụng lên cột được tính bằng công thức N = nqS, trong đó n là số tầng bên trên cột, q là tải trọng phân bố trên 1m² sàn, và S là diện tích truyền tải Đối với khách sạn, tải trọng phân bố sơ bộ được chọn là q = 7 kN/m².

- k là hệ số kể đến vị trí của cột đang xét (k = 1.1 đối với cột giữa, k = 1.2 đối với

- Rb = 17 MPa là cường độ chịu nén tính toán của bê tông B30

- Tổng lực dọc sơ bộ truyền lên cột:

- Diện tích tiết diện cột tối thiểu yêu cầu:

 Chọn tiết diện cột 450×450 từ Hầm đến T5 và 400×400 từ T5 đến tầng KT

2.2.4 Chọn sơ bộ tiết diện vách

Chọn chiều dày vách t = 300 (mm) cho tất cả các vách cứng trên mặt bằng Đối với vách tầng hầm chọn sơ bộ chiều dày t = 300 (mm).

2.3 CHIỀU DÀY LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ

Theo TCVN 5574:2018, tại bảng 19, mục 10.3.1.2, chiều dày lớp bê tông bảo vệ phải được xác định dựa trên điều kiện làm việc của kết cấu và không được nhỏ hơn 10 mm hoặc đường kính của cốt thép.

Bảng 2-3 Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ Điều kiện làm việc của kết cấu nhà Lớp bê tông bảo vệ tối thiểu c o

1 Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm bình thường và thấp (không lớn hơn 75 %) 20 mm

2 Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm nâng cao

(lớn hơn 75 %) (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung) 25 mm

3 Ngoài trời (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung) 30 mm

4 Trong đất (khi không có các biện pháp bảo vệ bổ sung), trong móng khi có lớp bê tông lót 40 mm

Công trình tọa lạc tại TP Hồ Chí Minh, theo Bảng 2.10 “Độ ẩm tương đối của không khí trung bình tháng và năm” QC 02:2009, độ ẩm trung bình vượt quá 75(%) Sinh viên đã lựa chọn bề dày lớp bê tông bảo vệ cho từng cấu kiện như sau:

- Dầm, cột và vách: 30 (mm)

- Cọc khoan nhồi: 50 (mm), đài móng: 100 (mm)

2.4 KHOẢNG CÁCH THÔNG THỦY GIỮA CÁC THANH CỐT THÉP

Theo TCVN 5574:2018, khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh cốt thép phải đảm bảo sự làm việc đồng thời với bê tông và thuận tiện cho việc đổ, đầm hỗn hợp bê tông Khoảng cách này không được nhỏ hơn đường kính lớn nhất của thanh thép và cũng không được nhỏ hơn các giá trị quy định khác.

 25mm – đối với các thanh cốt thép lớp dưới được bố trí thành một lớp hoặc hai lớp và nằm ngang hoặc nằm nghiêng trong lúc đổ bê tông.

 30mm – đối với các thanh cốt thép lớp trên được bố trí thành một lớp hoặc hai lớp và nằm ngang hoặc nằm nghiêng trong lúc đổ bê tông.

Đối với các thanh thép được bố trí thành 3 lớp trở lên, kích thước 50mm được áp dụng (trừ các thanh của hai lớp dưới cùng) Điều này cũng áp dụng cho các thanh thép nằm ngang hoặc nghiêng trong quá trình đổ bê tông, cũng như cho các thanh thép nằm theo phương đứng trong lúc đổ bê tông.

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 3.1 PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

3.1 PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

Theo TCVN 2737:2023 tải trọng được phân loại thành các nhóm như bên dưới:

Bảng 3-4 Phân loại tải trọng

Phân loại Ký hiệu Định nghĩa g f η

DEAD Trọng lượng bản thân các cấu kiện bê tông cốt thép 1.10 -

Tải trọng tiêu chuẩn lớp hoàn thiện:

- Chế tạo trong nhà máy: gạch lát nền, trần treo,…

- Chế tạo ngoài công trường: vữa lót, vữa trát,…

Tải trọng tính toán lớp hoàn thiện:

- Chế tạo trong nhà máy: gạch lát nền, trần treo,…

- Chế tạo ngoài công trường: vữa lót, vữa trát,…

WALL Trọng lượng kết cấu bao che: tường gạch 1.10 -

Tải trọng do người, thiết bị tác dụng lên sàn nhà 1.30 Tải trọng do phương tiện giao thông có trọng lượng

LIVE T2 Tải trọng do phương tiện giao thông có trọng lượng

WX Tải trọng gió theo phương x 2.10 -

WY Tải trọng gió theo phương y 2.10 -

IP-TC Xem bảng mục 3.2

Tải trọng tạm thời ngắn hạn

- Giá trị tiêu chuẩn giảm (phần dài hạn của Qt) bằng giá trị Qt nhân hệ số giảm

- Hệ số giảm  lấy theo bảng “Phân loại tải trọng” o  = 0.35 ứng với tải trọng LIVE T1 o  = 0.60 ứng với tải trọng LIVE T2

3.2 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG CHO CÔNG TRÌNH

Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng của bản thân bản bê tông cốt thép (BTCT), trọng lượng các lớp hoàn thiện, trọng lượng của đường ống thiết bị, và trọng lượng của tường xây dựng trên sàn.

Bảng 3-5 Tĩnh tải sàn tầng điển hình (Căn hộ, ban công,…) h g g tc g tt m kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Lớp gạch ceramic Tổng tĩnh tải (Không xét đến trọng lượng bản thân sàn)

Lớp vữa lót Lớp vữa trát

Bảng 3-6 Tĩnh tải sàn vệ sinh h g g tc g tt m kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Hệ thống kỹ thuật Lớp gạch ceramic Lớp chống thấm Tổng tĩnh tải (Không xét đến trọng lượng bản thân sàn)

Bảng 3-7 Tĩnh tải sàn mái, sàn kỹ thuật h g g tc g tt m kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Hệ thống kỹ thuật Lớp cách nhiệt Lớp chống thấm Tổng tĩnh tải (Không xét đến trọng lượng bản thân sàn)

Bảng 3-8 Tĩnh tải sàn hầm h g g tc g tt m kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Lớp vữa lót Lớp đá mài Lớp chống thấm Tổng tĩnh tải (Không xét đến trọng lượng bản thân sàn)

Tường 100, được sử dụng để ngăn cách các phòng, được khai báo như một tải trọng phân bố đều trên dầm Trong trường hợp tường này nằm trên sàn, nó sẽ được gán dạng phân bố đều trên dầm None.

- Tường 200 (bao che xung quanh công trình) được khai báo dưới dạng tải trọng phân bố đều trên dầm.

Công thức tính toán tải tường:

(kN/m) o g t = 1.8 (kN/m 2 ) – với tường dày 100mm o g t = 3.3 (kN/m 2 ) – với tường dày 200mm o ht (m) là chiều cao của tường

Bảng 3-9 Tải trọng phân bố do tường gạch tác dụng. t h d h s h tầng g t g t(dầm) g t(sàn) m m m m kN/m 2 kN/m kN/m

Bảng 3-10 Giá trị tải trọng tạm thời ngắn hạn

(kN/m 2 ) Khu vực A: Khu vực ở

Căn hộ nhà ở, phòng ngủ cho trường mầm non, trại trẻ mồ côi, nhà nghỉ, nhà dưỡng lão, ký túc xá, khách sạn, bệnh viện và nhà nghỉ dưỡng đều cần được thiết kế với tiêu chuẩn sàn 1.5 Ngoài ra, ban công và lô gia cần có tiêu chuẩn 2.0 để đảm bảo không gian sống thoải mái và an toàn.

A2: Sảnh, phòng chờ, hành lang, cầu thang bộ (với các đường đi lại liên quan) thông với khu vực A1 3.0

Khu vực F bao gồm bãi đỗ xe trong nhà dành cho phương tiện giao thông có tổng trọng lượng tối đa 30 kN, với khu vực đỗ xe có chiều rộng 3.5 mét và đường dốc cùng đoạn đường vào cửa tầng hầm có chiều dài 5.0 mét.

Khu vực G bao gồm bãi đỗ xe trong nhà dành cho phương tiện giao thông có tổng trọng lượng từ 30 kN đến 160 kN Cụ thể, khu vực đỗ xe có chiều rộng 5.0 mét, trong khi đường dốc và đoạn đường vào cửa tầng hầm có chiều rộng 7.0 mét.

Khu vực H: Mái không sử dụng, chỉ có người đi lại sửa chữa 0.3

3.3 TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH

Hình 3-2 Mô hình 3D công trình trong phần mềm ETABS

Gán Diaphragm cho tất cả các sàn với tên D1, việc này để đảm bảo giả thiết sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang.

Hình 3-3 Gán sàn tuyệt đối cứng theo phương ngang Khai báo Mass Source

- Theo mục 3.2.4 TCXD 229:1999 quy định:

Khối lượng tham gia dao động bao gồm toàn bộ khối lượng của kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí, và các thiết bị cố định, cùng với 50% hoạt tải từ người và đồ đạc trên sàn trong các công trình dân dụng.

- Sinh viên tiến hành khai báo Mass Source (khối lượng tham gia dao động) trong phần mềm ETABS.

Hình 3-4 Khai báo Mass Source để tính thành phần động của tải trọng gió

3.3.1 Kết quả phân tích dao động dùng tính toán thành phần động của gió

Sinh viên xét 12 mode dao động đầu tiên của hệ, kết quả trình bày ở bảng bên dưới.

Bảng 3-11 Phần trăm khối lượng tham gia dao động

Case Mode Period UX UY UZ RZ sec

Hình 3-5 Mode dao động 1 (Phương X)

(Các dạng dao động còn lại xem phụ lục)

3.4.1 Tải trọng gió tiêu chuẩn W k

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió Wk tại độ cao tương đương ze được xác định theo công thức:

3.4.2 Xác định áp lực gió cơ sở W o

Theo "Bảng 5.1 - Phân vùng áp lực gió, vận tốc gió theo địa danh hành chính" trong QCVN 02:2022/BXD, địa điểm xây dựng được xác định là Thành phố Hồ Chí Minh, bao gồm tất cả các thành phố, quận, huyện, ngoại trừ huyện Củ Chi và bao gồm cả thành phố Thủ Đức.

Hệ số k(ze) được xác định theo công thức sau:

Công trình xây dựng nằm trong khu vực địa hình B (tương đối trống trải) với giá trị zg = 274.32 m, zmin = 4.57 m và hệ số α = 9.5 Giá trị k(z e ) đã được tính toán và được trình bày trong bảng tính gió.

3.4.4 Xác định hệ số khí động c

Sinh viên tính toán gió theo phương án một, trong đó tải trọng W bao gồm các thành phần chính: áp lực pháp tuyến We tác động lên bề mặt ngoài của công trình hoặc cấu kiện, áp lực ma sát Wf hướng theo tiếp tuyến với bề mặt ngoài, và áp lực pháp tuyến Wi tác động lên các mặt trong của công trình có tường bao che không kín, cũng như tường có lỗ cửa tự mở hoặc thường xuyên mở.

Hệ số khí động c xác đinh theo phụ lục F.4

Bảng hệ số ce cho tường thẳng đứng của nhà có mặt bằng hình chữ nhật Địa điểm xây dựng:

Vùng áp lực gió: II Áp lực gió cơ sở W 0 : 0.95 (kN/m²)

Dạng địa hình: B (Tương đối trống trải)

Kích thước công trình Bx = 30.9 m

Tần số n Lx = 0.83 Hz T x = 1.206 s n Ly = 0.73 Hz T y = 1.367 s

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió được tính theo công thức:

Áp lực gió 3 giây tương ứng với chu kỳ lặp 10 năm được tính bằng công thức W 3s,10 = 0.852 W 0 Hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình tại độ cao tương đương z e được ký hiệu là k(z e) Hệ số khí động phương X được tính là Xc ex = 1.31, trong khi hệ số khí động phương Y là c = 0.8 + 0.53 = 1.33.

Tất cả các thành phố, quận, huyện (bao gồm cả thành phố Thủ Đức, không bao gồm huyện Củ Chi) - Thành phố Hồ Chí Minh

BẢNG TÍNH TẢI TRỌNG GIÓ THEO TCVN 2737:2023

Tầng z(m) Z ex (m) Z ey (m) k(z ex ) k(z ey ) G f x G f y Bx (m) By (m) h tầng (m) F x (kN) F y (kN)

3.5.1 Tổ hợp tải trọng tính toán

- Tính toán kiểm tra kết cấu theo TTGH I

- Hệ số tầm quan trọng của công trình g n = 1.0

Bảng 3-12 Các tổ hợp tải trọng tính toán

COMBO DEAD IP-TT WALL LIVE T1 LIVE T2 WX WY

ULS = Envelope (TT1, TT2,…,TT12, TT13)

3.5.2 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

- Tính toán kiểm tra kết cấu theo TTGH II (võng, nứt, ổn định, )

Bảng 3-13 Các tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

COMBO DEAD IP-TC WALL LIVE T1 LIVE T2 WX WY

SLS = Envelope (TC1, TC2,…, TC12, TC13)

3.5.3 Các tổ hợp tải trọng khác

Bảng 3-14 Các tổ hợp tải trọng khác STT COMBO DEAD IP-TC WALL LIVE L LIVE T1 LIVE T2

2 SLSWIND Envelope (SCB2, SCB3, SCB4, SCB5,…SCB13) Ý nghĩa các tổ hợp:

- Combo DH1 là tổ hợp tải trọng dài hạn, dùng để tính toán kiểm tra độ võng các cấu kiện dầm và sàn

Combo SLSWIND là tập hợp các trường hợp tải trọng tiêu chuẩn liên quan đến tải trọng gió, được sử dụng để kiểm tra chuyển vị đỉnh và chuyển vị lệch tầng do tác động của tải trọng gió.

THIẾT KẾ SÀN TẦNG 2 – TẦNG 12 4.1 TÍNH TOÁN NỘI LỰC CẤU KIỆN SÀN

4.1 TÍNH TOÁN NỘI LỰC CẤU KIỆN SÀN

4.1.1 Thiết lập thông số tính toán

Sinh viên thiết lập các thông số tính toán nội lực cấu kiện sàn bằng phần mềm ETABS cụ thể như sau:

- Tĩnh tải các do các lớp cấu tạo sàn và hoạt tải tác dụng lên sàn được gán thành tải trọng phân bố đều trên bề mặt (Surface Load).

Trọng lượng bản thân của sàn bê tông cốt thép được tính toán tự động bởi phần mềm, với hệ số độ tin cậy của tải trọng là 1.1, tương ứng với Seft-weight Load gán bằng 1.1.

Tải trọng từ tường lên sàn được chuyển thành tải phân bố đều (Line Load) Sinh viên gán tải cho tường biên (200mm) và tường ngăn các phòng (100mm) Đối với những vị trí tường trên sàn không có dầm, tải phân bố được gán trên dầm None.

Hình 4-6 Mô hình sàn tầng điển hình trong phần mềm ETABS

4.1.2 Gán các trường hợp tải vào mô hình

Hình 4-7 Tĩnh tải các lớp hoàn thiện IP-TC (kN/m 2 )

Hình 4-8 Tĩnh tải các lớp hoàn thiện IP-TT (kN/m 2 )

(Các trường hợp tải còn lại vui lòng xem phụ lục)

4.1.3 Vẽ strip và lấy nội lực

4.1.3.1 Nội lực từ các strip

Sinh viên hiển thị biểu đồ Moment và lực cắt của tổ hợp TT1 cho các strip

Hình 4-9 Giá trị Moment của các strip theo phương X

Hình 4-10 Giá trị Moment của các strip theo phương Y

4.2 TÍNH TOÁN TRẠNG THÁI GIỚI HẠN I

4.2.1 Tính toán chi tiết cho Strip CAS1 gối 2

Moment gối 2 của Strip CSA1 theo phương X có b = 1000 (mm) từ tổ hợp BAO

Chiều cao tiết diện sàn hs = 150 (mm)

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: co = 25 (mm), Giả thiết a = 30 (mm)

Tính toán và bố trí cốt thép chịu uốn:

+ Để tránh trường hợp phá hoại đột ngột, yêu cầu:

+ Chiều cao làm việc ho = h – a = 150 – 30 = 120 (mm)

+ Tính giá trị  m ,  và diện tích cốt thép yêu cầu A s theo quy trình như sau:

(cm 2 ) Chọn bố trí 10a150 có As = 5.54 (cm 2 )

+ Hàm lượng cốt thép tính toán:

Hàm lượng cốt thép tính toán nằm trong khoảng (0.3% - 0.9%) nên chiều dày sàn hs = 150 (mm) là hợp lý.

Sinh viên tính toán tương tự cho các vị trí còn lại, kết quả như bảng bên dưới:

Bảng 4-15 Kết quả tính toán và bố trí thép sàn theo phương X h b c o h o M M o α m ξ A s,tt A s,ch μ tt

(mm) (mm) (mm) (mm) (kNm) (kNm/m) (cm 2 ) ỉ a (cm 2 ) (%)

Gối 1 CSA1 150 1000 25 120 -6.4 -6.4 0.03 0.03 1.55 ỉ 10 a 200 3.93 0.13 2.54 Nhịp 1-2 CSA1 150 1000 25 120 4.1 4.1 0.02 0.02 0.99 ỉ 10 a 200 3.93 0.08 3.98 Gối 2 CSA1 150 1000 25 120 -17.8 -17.8 0.08 0.08 4.42 ỉ 10 a 150 5.24 0.37 1.18 Nhịp 2-3 CSA1 150 1000 25 120 7.2 7.2 0.03 0.03 1.74 ỉ 10 a 200 3.93 0.15 2.25 Gối 3 CSA1 150 1000 25 120 -15.4 -15.4 0.07 0.07 3.80 ỉ 10 a 200 3.93 0.32 1.03 Gối 4 CSA1 150 1000 25 120 -18.0 -18.0 0.08 0.09 4.48 ỉ 10 a 150 5.24 0.37 1.17 Nhịp 4-5 CSA1 150 1000 25 120 7.3 7.3 0.03 0.03 1.77 ỉ 10 a 200 3.93 0.15 2.22 Gối 5 CSA1 150 1000 25 120 -14.3 -14.3 0.06 0.07 3.52 ỉ 10 a 200 3.93 0.29 1.11 Nhịp 5-6 CSA1 150 1000 25 120 4.7 4.7 0.02 0.02 1.13 ỉ 10 a 200 3.93 0.09 3.47 Gối 6 CSA1 150 1000 25 120 -6.4 -6.4 0.03 0.03 1.55 ỉ 10 a 200 3.93 0.13 2.54 Gối 1 MSA1 150 1000 25 120 -17.4 -17.4 0.08 0.08 4.32 ỉ 10 a 100 7.85 0.36 1.82 Nhịp 1-2 MSA1 150 1000 25 120 9.8 9.8 0.04 0.05 2.39 ỉ 10 a 200 3.93 0.20 1.64 Gối 2 MSA1 150 1000 25 120 -21.2 -21.2 0.10 0.10 5.32 ỉ 10 a 100 7.85 0.44 1.48 Nhịp 2-3 MSA1 150 1000 25 120 11.3 11.3 0.05 0.05 2.76 ỉ 10 a 200 3.93 0.23 1.42 Gối 3 MSA1 150 1000 25 120 -2.1 -2.1 0.01 0.01 0.50 ỉ 10 a 200 3.93 0.04 7.82 Gối 4 MSA1 150 1000 25 120 -3.5 -3.5 0.02 0.02 0.84 ỉ 10 a 200 3.93 0.07 4.67 Nhịp 4-5 MSA1 150 1000 25 120 11.3 11.3 0.05 0.05 2.76 ỉ 10 a 200 3.93 0.23 1.42 Gối 5 MSA1 150 1000 25 120 -21.2 -21.2 0.10 0.10 5.32 ỉ 10 a 100 7.85 0.44 1.48 Nhịp 5-6 MSA1 150 1000 25 120 9.8 9.8 0.04 0.05 2.39 ỉ 10 a 200 3.93 0.20 1.64 Gối 6 MSA1 150 1000 25 120 -17.4 -17.4 0.08 0.08 4.32 ỉ 10 a 150 5.24 0.36 1.21

(Các Strip còn lại vui lòng xem phụ lục)

Bảng 4-16 Kết quả tính toán và bố trí thép sàn theo phương Y h b c o h o M M o α m ξ A s,tt A s,ch μ tt (mm) (mm) (mm) (mm) (kNm) (kNm/m) (cm 2 ) ỉ a (cm 2 ) (%)

Gối A CSB1 có thông số 150 1000 25 120 với giá trị -5.4 và 0.02 Nhịp A-B CSB1 đạt 2.3 và 0.01 Gối B CSB1 có giá trị -18.9 và 0.09 Nhịp B-C CSB1 đạt 3.3 và 0.01 Gối C CSB1 có giá trị -19.0 và 0.09 Nhịp C-D CSB1 đạt 4.0 và 0.02 Gối D CSB1 có giá trị -18.5 và 0.08 Nhịp D-E CSB1 đạt 3.1 và 0.01 Gối E CSB1 có giá trị -20.6 và 0.09 Nhịp E-F CSB1 đạt 2.5 và 0.01 Gối F CSB1 có giá trị -5.2 và 0.02 Gối A MSB1 có giá trị -7.6 và 0.03 Nhịp A-B MSB1 đạt 13.5 và 0.06 Gối B MSB1 có giá trị -16.7 và 0.08 Nhịp B-C MSB1 đạt 12.4 và 0.06 Gối C MSB1 có giá trị -22.8 và 0.10 Nhịp C-D MSB1 đạt 14.2 và 0.06 Gối D MSB1 có giá trị -21.2 và 0.10 Nhịp D-E MSB1 đạt 12.3 và 0.06 Gối E MSB1 có giá trị 16.9 và 0.08 Nhịp E-F MSB1 đạt 13.3 và 0.06 Gối F MSB1 có giá trị -7.5 và 0.03.

(Các Strip còn lại vui lòng xem phụ lục)

4.2.2 Tính toán khả năng chịu cắt của sàn

Từ Error: Reference source not found và Error: Reference source not found, giá trị lực cắt lớn nhất trong sàn Qmax = 31.54 (kN) theo phương X (bề rộng strip là 1000mm).

Kiểm tra khả năng chịu uốn theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiên theo mục 8.1.3.2 TCVN 5574:2018

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

4.2.3 Kiểm tra chọc thủng sàn do tải tường

- Lực tập trung do tải tường xây trực tiếp trên sàn:

- Chiều cao làm việc quy đổi của tiết diện:

- Chu vi đường bao tiết diện ngang tính toán:

- Khả năng chịu lực tập trung giới hạn của bê tông:

Sàn thỏa điều kiện chọc thủng do tường xây trên sàn.

4.3 TÍNH TOÁN TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II

4.3.1 Quy trình kiểm tra vết nứt

- Kiểm tra ô sàn theo điều kiện không chịu nứt:

M là moment uốn do ngoại lực tác động lên trục vuông góc với mặt phẳng của moment uốn, đi qua trọng tâm của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện.

+ Mcrc là Moment uốn do tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu khi hình thành vết nứt (đối với cấu kiện chịu uốn)

+ Rbt,ser là cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông tra bảng 6 TCVN 5574:2018.

+ là moment chống uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có xét đến biến dạng không đàn hồi của bê tông cùng chịu kéo

+ là hệ số quy đổi diện tích cốt thép ra diện tích bê tông tương đương Với

Es, Eb lần lượt là module đàn hồi của cốt thép và bê tông.

+ là diện tích quy đổi (gồm phần bê tông và cốt thép quy về bê tông)

+ là Moment tĩnh của tiết diện quy đổi đối với trục qua mép ngoài vùng chịu kéo.

+ Moment quán tính của bê tông đối với trục quy đổi + Moment quán tính của cốt thép đối với trục quy đổi.

4.3.2 Tính toán bề rộng vết nứt

Khi vết nứt xuất hiện, việc tính toán chiều rộng của nó là rất quan trọng Cần phải đánh giá các cấu kiện bê tông cốt thép dựa trên các vết nứt do tác động ngắn hạn và dài hạn.

4.3.2.1 Tính toán theo sự mở rộng vết nứt theo TCVN 5574:2018

- acrc là chiều rộng vết nứt do tác dụng của ngoại lực

- acrc,u là chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, lấy theo bảng 17 – TCVN 5574:2018

- Chiều rộng vết nứt dài hạn

- Chiều rộng vết nứt ngắn hạn

- a crc,1 là chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (Moment của tổ hợp DH1)

- a crc,2 là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (Moment của tổ hợp TC1)

- a crc,3 là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (Moment của tổ hợp DH1)

+ là ứng suất trong cốt thép dọc chịu kéo tại tiết diện thẳng góc có vết nứt do ngoại lực tương ứng.

+ là hệ số quy đổi cốt thép về bê tông

+ là mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén, kể đến biến dạng không đàn hồi của bê tông chịu nén

+ là khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau.

+ là hệ số kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép giữa các vết nứt.

+ là hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng (ngắn hạn) và

+ là hệ số kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc (cốt thép có gân) và (cốt thép trơn).

+ là hệ số kể đến đặc điểm chịu lực (cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm) và (cấu kiện chịu kéo).

Bảng 4-17 Kiểm tra bề rộng vết nứt của các ô sàn theo phương X b h s h o n  a M TT1 M TC1 M DH1 M crc a crc,dh a crc,nh (mm) (mm)

Gối 1 1000 150 120 6 10 200 -6.4 -5.5 -6.0 8.89 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Nhịp 1-2 1000 150 120 6 10 200 4.3 3.7 4.0 8.89 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Gối 6 1000 150 120 11 10 100 -6.4 -5.5 -6.0 8.89 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Gối 3 1000 150 120 6 10 200 -2.3 -2 -2.2 8.89 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Gối 4 1000 150 120 11 10 100 -3.5 -3 -3.3 8.89 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Nhịp 1-2 1000 150 120 6.0 10 200 7.3 6.3 6.9 8.89 Không nứt 0 0 OK OK

Nhịp 3-4 1000 150 120 6.0 10 200 0 0 0 8.89 Không nứt 0 0 OK OK

(mm) (mm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm)

Kiểm tra nứt Bề rộng vết nứt Kết luận

Dài hạn Ngắn hạn Phương Tên strip Vị trí

Tiết diện Thép chịu kéo Nội lực

(Các vị trí còn lại vui lòng xem phụ lục)

Bảng 4-18 trình bày kết quả kiểm tra bề rộng vết nứt của các ô sàn theo phương Y, bao gồm các thông số như b hs, h o n d a, M tc, M dh, M crc, a crc,dh, và a crc,nh Các giá trị được đo bằng mm và kNm, cung cấp thông tin chi tiết về tình trạng kết cấu.

Gối 2 1000 150 120 11 10 100 -2.9 -2.7 9.0 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Nhịp 2-3 1000 150 120 6 10 200 2.6 2.4 8.8 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Tiết diện Thép chịu kéo Nội lực Kiểm tra nứt Bề rộng vết nứt Kết luận

Kết luận Dài hạn Ngắn hạn

4.3.3 Kiểm tra độ võng của sàn

4.3.3.1 Lựa chọn vị trí kiểm tra

Giá trị độ võng đàn hồi từ phần mềm ETABS chỉ mang tính chất tham khảo để xác định các vị trí có độ võng lớn, sau đó cần kiểm tra theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2018 Việc kiểm tra độ võng nên được thực hiện tại vị trí nhịp của ô sàn, như thể hiện trong Hình 4-11.

Hình 4-11 Kết quả của độ võng đàn hồi theo ETABS 4.3.3.2 Lý thuyết tính toán

Tính toán độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được tiến hành theo điều kiện

+ f là độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép dưới tác dụng của ngoại lực.

Độ võng là giới hạn cho phép của cấu kiện bê tông cốt thép Độ võng tại giữa nhịp của cấu kiện được xác định theo công thức (180) trong mục 8.2.3.2.4, trang 107 của TCVN 5574:2018.

Hệ số s phụ thuộc vào sơ đồ tính toán cấu kiện và loại tải trọng, được xác định theo các nguyên tắc cơ học kết cấu Đối với tải trọng phân bố đều, giá trị của s được lấy bằng 5/48 cho dầm tựa tự do.

+ là độ cong toàn phần tại tiết diện có mô men uốn lớn nhất do tải trọng dùng để tính độ võng.

L là nhịp tính toán của cấu kiện, và độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, chịu nén lệch tâm và chịu kéo lệch tâm được xác định theo công thức (186) trong mục 8.2.3.3.2 trang 109 TCVN 5574:2018 Đối với các cấu kiện không có vết nứt trong vùng chịu kéo, việc tính toán này rất quan trọng để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của cấu trúc.

 là độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn

 là độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

+ Đối với các cấu kiện có vết nứt trong vùng chịu kéo:

 là độ cong do tác dụng ngắn hạn của toán bộ tải trọng mà dùng để tính toán biến dạng (Theo tổ hợp TC1)

 là độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (Theo tổ hợp DH1)

 là độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (Theo tổ hợp DH1)

Công thức (187) mục 8.2.3.3.3 TCVN 5574:2018 hướng dẫn cách tính độ cong như sau:

4.3.3.3 Tính toán và kiểm tra

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC B 5.1 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

5.1 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

5.1.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình

Theo Bảng M4 TCVN 5574:2018, chuyển vị đỉnh do tải trọng gió gây ra phải thỏa mãn điều kiện:

- fu là chuyển vị lớn nhất theo phương ngang tại đỉnh công trình.

- h = 45.8 (m) là chiều cao của công trình.

Bảng 5-19 Giá trị chuyển vị của các tầng theo phương X và Y do gió

Chuyển vị lớn nhất (mm)

TABLE: Diaphragm Center of Mass Displacements

Story Diaphragm OutputCase UX UY RZ X Y Z UX UY m m rad m m m mm mm

T8 D1 SLSWIND 0.003146 0.003366 2.40E-05 16.2784 13.2944 25.4 3.146 3.366 T7 D1 SLSWIND 0.002679 0.002881 2.00E-05 16.2784 13.2944 22 2.679 2.881 T6 D1 SLSWIND 0.002203 0.002393 1.60E-05 16.2784 13.2944 18.6 2.203 2.393 T5 D1 SLSWIND 0.00173 0.001911 1.20E-05 16.2784 13.2944 15.2 1.73 1.911 T4 D1 SLSWIND 0.001269 0.001444 9.00E-06 16.2784 13.2944 11.8 1.269 1.444 T3 D1 SLSWIND 0.000837 0.001004 5.00E-06 16.2784 13.2944 8.4 0.837 1.004

Giá trị chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình do tải trọng gió gây ra thỏa mãn điều kiên cho phép.

5.1.2 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

Theo bảng M.4, phụ lục M – TCVN 5574:2018, đối với nhà nhiều tầng thì chuyển vị lệch tầng giới hạn theo yêu cầu cấu tạo được xác định theo công thức:

Bảng 5-20 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng theo 2 phương

Story OutputCase StepType Item Max Drift Avg Drift Ratio Label Check

KT SLSWIND Max Diaph D1 X 0.000113 0.000111 1.017 20 OK

KT SLSWIND Max Diaph D1 Y 0.000141 0.000124 1.139 204 OK

KT SLSWIND Min Diaph D1 X 0.000095 9.40E-05 1.018 241 OK

The data presents measurements for the SLSWIND system across various parameters For KT, the minimum diaphragm values are recorded at Y: 0.000170 and X: 0.000101, with ratios of 1.081 and 1.016, respectively T12 shows maximum diaphragm values at Y: 0.000146 and X: 0.000118, with ratios of 1.138 and 1.018 The minimum diaphragm values for T12 are Y: 0.000173 and X: 0.000101, with ratios of 1.083 and 1.016 T11's maximum diaphragm values are Y: 0.000151 and X: 0.000124, with ratios of 1.138 and 1.016, while the minimum values are Y: 0.000177 and X: 0.000107, with ratios of 1.086 and 1.014 For T10, the maximum diaphragm values are Y: 0.000155 and X: 0.000130, with ratios of 1.137 and 1.015, and the minimum values are Y: 0.000180 and X: 0.000113, with ratios of 1.090 and 1.012 T9's maximum diaphragm values are Y: 0.000159 and X: 0.000135, with ratios of 1.136 and 1.012, while the minimum values are Y: 0.000182 and X: 0.000120, with ratios of 1.093 and 1.011 T8 shows maximum diaphragm values at Y: 0.000162 and X: 0.000139, with ratios of 1.135 and 1.011, and minimum values at Y: 0.000182 and X: 0.000125, with ratios of 1.097 and 1.010 Finally, T7's maximum diaphragm values are Y: 0.000162 and X: 0.000141, with ratios of 1.134 and 1.009, and the minimum value is X: 0.000129, with a ratio of 1.008 All measurements are marked as OK.

T6 SLSWIND Max Diaph D1 Y 0.000160 0.0001 1.131 204 OK T6 SLSWIND Min Diaph D1 X 0.000130 0.0001 1.005 241 OK T6 SLSWIND Min Diaph D1 Y 0.000175 0.0002 1.102 204 OK

T5 SLSWIND Max Diaph D1 Y 0.000155 0.0001 1.127 204 OK T5 SLSWIND Min Diaph D1 X 0.000127 0.0001 1.001 241 OK T5 SLSWIND Min Diaph D1 Y 0.000165 0.0002 1.103 204 OK

TABLE: Diaphragm Max/Avg Drifts

Story OutputCase StepType Item Max Drift Avg Drift Ratio Label Check

TABLE: Diaphragm Max/Avg Drifts

Từ Bảng 5-20, giá trị chuyển vị ngang tương đối lớn nhất là 0.000182 (theo phương Y) < [di/hi] = 1/500 = 0.002

Giá trị chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do tải trọng gió thỏa mãn điều kiện cho phép.

5.2.1 Kết quả nội lực khung

Sinh viên sử dụng mô hình 3D chi tiết trong phần mềm ETABS để xuất kết quả nội lực của các cấu kiện như dầm, cột và vách, từ đó thực hiện tính toán và bố trí cốt thép một cách chính xác.

- Đối với dầm: Xuất nội lực của các dầm B1, B19, B129 và B128, B100, B123

- Đối với cột: Xuất nội lực của các cột C10, C25

- Đối với vách: Xuất nội lực của Pier P2, P12

Hình 5-12 Label các cấu kiện trong khung trục B

Hình 5-13 Biểu đồ bao Moment và lực cắt dầm khung trục B

Hình 5-14 Biểu đồ bao lực dọc khung trục B 5.2.2 Nhận xét kết quả nội lực

Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình có tính đối xứng cao theo hai phương, dẫn đến nội lực của dầm và cột - vách gần như tương đương nhau qua trục công trình.

- Lực dọc cột - vách lớn nhất ở tầng dưới cùng và giảm dần theo chiều cao.

Giá trị Moment và lực cắt của dầm tại vị trí liên kết dầm – vách đơn thường nhỏ hơn so với giá trị tại vị trí liên kết dầm – vách lõi Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do sự co ngắn đàn hồi.

5.3 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN DẦM

5.3.1 Tính toán trạng thái giới hạn I

5.3.1.1 Tính toán cốt thép chịu uốn

Tính toán cụ thể cho dầm B19 tầng 12, kết quả các dầm còn lại được trình bày dưới dạng bảng.

Hình 5-15 Kết quả nội lực dầm B19 tầng 12

- Số liệu đầu vào bài toán:

+ Bê tông B30 có Rb = 17 (MPa) và Eb = 32500 (MPa), g b = 0.9

+ Cốt thép CB400-V có Rs = 350 (MPa) và Es = 200000 (MPa)

+ Chiều dày lớp bê tông bảo vệ co = 30 (mm)

- Tính toán cốt thép chịu uốn tại gối phải có M = -252.3 (kNm) (căng thớ trên của dầm)

+ Xác định các giá trị:

+ Tính diện tích cốt thép:

+ Hàm lượng cốt thép tính toán:

(thỏa) Chọn 320 + 325 có As = 2420 (mm 2 )

- Kiểm tra khả năng chịu lực: Sinh viên so sánh giá trị agt ban đầu với giá trị ath sau khi bố trí:

+ Nếu ath < agt thì chiều cao làm việc thực lớn hơn chiều cao làm việc giả thiết, nên dầm sẽ đủ khả năng chịu lực.

+ Nếu ath > agt thì cần tính toán lại As, nếu As > Asc thì chọn lại thép, còn nếu As 2ho thì chọn C1 = Cmin và C2 = 2ho

+ Bước 4: Tính toán và chọn giá trị bước cốt đai s w (mm)

Chọn đường kính cốt đai  = 8 (mm), n = 2 (nhánh) có A sw = 100.5 (mm 2 )

 Khoảng cách cốt đai theo tính toán: Thay Cmin vào biểu thức (*) được

 Khoảng cách lớn nhất giữa hai cốt đai nhằm đảm bảo cho tiết diện nghiêng cắt qua một lớp cốt đai:

 Giá trị bước cốt đai yêu cầu theo lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện:

 Giá trị bước cốt đai yêu cầu theo cấu tạo (Theo mục 10.3.4 - TCVN 5574:2018)

Bước cốt đai chọn phải thỏa mãn các yêu cầu bên trên nên sinh viên chọn s = 100 (mm) cho vị trí L/4 gối và s = 200 (mm) cho vị trí L/2 nhịp

+ Bước 5: Kiểm tra lại khả năng chịu lực:

Vậy dầm đảm bảo khả năng chịu cắt.

Bảng 5-21 Kết quả tính toán và bố trí thép dầm khung trục B

Tầng Dầm Vị Trí M max

Mid 12.5 300 500 30 454 0.01 0.01 0.8 0.06 2 ỉ 16 4.0 0.30 End 17.9 300 500 30 454 0.02 0.02 1.1 0.08 3 ỉ 16 6.0 0.44 Start 244.7 300 500 30 420 0.30 0.37 20.4 1.62 3 ỉ 20 + 3 ỉ 25 24.2 1.92 Mid 87.2 300 500 30 452 0.09 0.10 5.8 0.43 3 ỉ 20 9.4 0.70 End 68.8 300 500 30 452 0.07 0.08 4.5 0.33 3 ỉ 20 9.4 0.70

Bảng 5-22 Kết quả tính toán và bố trí cốt đai cho dầm khung trục B

Vị Trí V max b h h o Q b,1 Điều kiện

Mặt Cắt (kN) (mm) (mm) (mm) (kN) Tính cốt đai ỉ (mm) n q sw

(mm) ĐK cốt thép ngang Ứng suất nén chính

Start 105.2 300 500 425 73 Tớnh Toỏn ỉ 8 2 21.1 281 592 212 200 OK OK

Mid 63.6 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -650 1118 227 200 OK OK

End 32.5 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -209 2188 227 100 OK OK

Start 21.0 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -167 3383 227 100 OK OK

Mid 60.3 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -533 1179 227 200 OK OK

End 96.0 300 500 425 73 Tớnh Toỏn ỉ 8 2 21.1 394 648 212 100 OK OK

Mid 16.2 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -154 4397 227 200 OK OK

End 11.5 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -143 6174 227 100 OK OK

Mid 20.6 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -166 3453 227 200 OK OK

End 19.4 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -163 3672 227 100 OK OK

Start 168.3 300 500 420 72 Tớnh Toỏn ỉ 8 2 21.1 92 361 210 100 OK OK

Mid 93.9 300 500 452 78 Tớnh Toỏn ỉ 8 2 21.1 598 750 226 200 OK OK

End 77.7 300 500 452 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -30093 908 226 100 OK OK

Mid 84.7 300 500 454 78 Tớnh Toỏn ỉ 8 2 21.1 1504 840 227 200 OK OK

End 152.6 300 500 427 74 Tớnh Toỏn ỉ 8 2 21.1 114 412 214 100 OK OK

Mid 12.8 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -146 5552 227 200 OK OK

End 15.2 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -152 4688 227 100 OK OK

Mid 9.5 300 500 454 78 Cấu Tạo ỉ 8 2 21.1 -139 7458 227 200 OK OK

Kiểm Tra Tính Toán & Chọn Thép Dai

5.3.2 Tính toán trạng thái giới hạn II

Tính toán trạng thái giới hạn II của cấu kiện dầm được thực hiện tương tự như đối với cấu kiện sàn Dưới đây là kết quả bảng tính: b, h, h_o, n_d, n_d, M_{tc}, M_{dh}, M_{crc}, a_{crc,dh}, a_{crc,nh}.

(mm) (mm) (mm) (thanh) (mm) (thanh) (mm) (kNm) (kNm) (kNm) mm mm

Start 300 500 454 3 16 17.6 16.6 30.4 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Mid 300 500 454 2 16 17.6 16.6 29.7 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

End 300 500 454 3 16 17.6 16.6 30.4 Không nứt 0.00 0.00 OK OK

Nội lực Thép chịu kéo

Kiểm tra nứt Bề rộng vết nứt

5.4 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CỘT

5.4.1 Quy trình tính toán cốt thép cột

Sinh viên áp dụng phương pháp “Tiết diện chữ nhật nén lệch tâm xiên” của tác giả

GS Nguyễn Đình Cống đã trình bày các yêu cầu tính toán quy định trong TCVN 5574:2018 trong chương 5 của sách “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép”, do nhà xuất bản Xây Dựng phát hành.

Trong phương pháp này các thông số tính toán được quy ước như sau:

+ Mx là Moment uốn trong mặt phẳng XOZ (ứng với M3-3 xuất ra từ phần mềm ETABS).

+ My là Moment uốn trong mặt phẳng YOZ (ứng với M2-2 xuất ra từ phần mềm ETABS).

+ Cx là kích thước cạnh song song với trục X.

+ Cy là kích thước cạnh song song với trục Y.

Hình 5-16 Quy ước chiều Moment trong phương pháp tính cột

Quy trình tính toán như sau:

Bước 1: Xác định các độ lệch tâm của tiết diện cấu kiện Độ lệch tâm tĩnh học e1 và độ lệch tâm ngẫu nhiên ea được quy định trong mục 8.1.2.2 TCVN 5574:2018 Độ lệch tâm ban đầu eo cần được xác định chính xác để đảm bảo tính toán kết cấu.

+ Kết cấu tĩnh đinh: eox = e1x + eax ; eoy = e1y + eay

+ Kết cấu siêu tĩnh: eox = max(e1x, eax) ; eoy = max(e1y, eay) Độ mảnh theo 2 phương:

Theo mục 7.3.2, khi độ mảnh của cấu kiện lớn hơn 14 (\$\lambda > 14\$), cần xem xét ảnh hưởng của uốn dọc đến khả năng chịu lực của cấu kiện bằng cách nhân giá trị độ lệch tâm eo với hệ số \$\eta\$ (được trình bày bên dưới) Ngược lại, khi độ mảnh nhỏ hơn hoặc bằng 14 (\$\lambda \leq 14\$), hệ số \$\eta\$ được lấy bằng 1.0.

Theo mục 8.1.2.4 (TCVN 5574:2018), hệ số  được tính toán theo công thức:

+ Ncr là lực tới hạn quy ước, được xác định theo công thức

Tiêu chuẩn cho phép xác định D theo công thức:

+ Eb và Es lần lượt là mô đun đàn hồi của bê tông và cốt thép.

Mô men quán tính I và Is đại diện cho mô men quán tính của diện tích tiết diện bê tông và toàn bộ cốt thép dọc, tương ứng với trọng tâm của tiết diện ngang cấu kiện.

+ Hệ số ks lấy bằng 0.7

+ Hệ số kb xác định theo công thức:

+  e là giá trị độ lệch tâm tương đối của lực dọc:

+  L là hệ số kể đến ảnh hưởng của thời hạn tác dụng tải trọng:

+ ML là mô men đối với trọng tâm của thép chịu kéo do tác dụng toàn bộ của tải trọng.

+ ML1 là mô men đối với trọng tâm của thép chịu kéo do tác dụng của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn.

+ Thiên về an toàn trong quá trình tính toán, sinh viên chọn  L = 2

Chiều dài tính toán của cấu kiện Lo được xác định theo TCVN 5574:2018, mục 8.1.2.4 Trong trường hợp công trình đổ bê tông toàn khối, liên kết giữa cột và dầm được coi là liên kết ngàm Do đó, cột được xem như có hai đầu ngàm cố định, dẫn đến giá trị Lo được tính bằng 0.7L, trong đó L là chiều dài thực.

- Bước 3: Tính toán nội lực gần đúng theo nén lệch tâm phẳng:

Theo GS Nguyễn Đình Cống, xét tiết diện cột có cạnh Cx và Cy thì điều kiện áp dụng phương pháp gần đúng bao gồm:

+ Cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn cạnh h.

Xét tiết diện chịu uốn dọc hai phương và tính các hệ số  x và  y thì giá trị Moment gia tăng theo hai phương lần lượt là: và

Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa giá trị Mx1 và My1 với các kích thước cạnh tương ứng, chúng ta sẽ áp dụng một trong hai mô hình tính theo phương x hoặc y Các điều kiện được ký hiệu theo bảng.

Bảng 5-23 Xác định phương làm việc chính của cột

Mô hình Theo phương x Theo phương y b = Cy ; h = Cx b = Cx ; h = Cy

M1 = Mx1 ; M2 = My1 M1 = My1 ; M2 = Mx1 ea = eax + 0.2eay ea = eay + 0.2eax Điều kiện

- Bước 4: Tính giá trị Moment tương đương M

Theo GS Nguyễn Đình Cống, tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên chịu uốn bởi

M1 và M2 được đổi thành trường hợp cột chịu nén lệch tâm phẳng và chịu uốn bới Moment tương đương M.

Hình 5-17 Sơ đồ làm việc của tiết diện chịu nén lệch tâm

Xét trường hợp cốt thép được đặt đối xứng, gọi x1 là chiều cao chịu nén của bê tông, cân bằng lực dọc ta được:

Tác giả GS Nguyễn Đình Cống đề xuất hệ số chuyển đổi mo được xác định như sau:

Giá trị Moment tương đương được tính theo biểu thức:

- Bước 5: Tính toán độ lệch tâm của tiết diện cấu kiện

Khi chuyển đổi Moment 2 phương thành Moment tương đương, sinh viên cần tính toán lại các giá trị độ lệch tâm của tiết diện cấu kiện Độ lệch tâm tĩnh học e1 được xác định từ độ lệch tâm ban đầu eo.

+ Kết cấu tĩnh đinh: eo = e1 + ea

+ Kết cấu siêu tĩnh: eo = max(e1, ea) Độ lệch tâm

- Bước 6: Tính toán hệ số  của cấu kiện

Hệ số  phụ thuộc vào độ mảnh của cấu kiện (Lo/hmin), lấy theo TCVN

Bảng 5-24 Hệ số  khi có tác dụng dài hạn của tải trọng

- Bước 7: Xác định diện tích cốt thép yêu cầu theo trường hợp nén

+ TH 1 : Nếu hệ số , cột chịu nén lệch tâm rất bé Khi đó diện tích cốt thép yêu cầu cho toàn cột:

+ TH 2 : Nếu hệ số và , cột bị nén lệch tâm bé Khi đó diện tích cốt thép yêu cầu cho toàn cột:

+ TH 3 : Nếu hệ số và , cột bị nén lệch tâm lớn Khi đó diện tích cốt thép yêu cầu cho toàn cột:

Bảng 5-25 Kết quả tính toán và bố trí thép dọc cột C10 cal b h 0 A s μ s tt A s chọn μ s chọn

N (kN) M y (kNm) M x (kNm) C x (m) C y (m) dir (m) (m) (cm 2 ) (%) (cm 2 ) (%)

Dưới đây là các thông số quan trọng từ bảng dữ liệu: - C10 - T12: 195.80, 8.80, 96.90, 0.40, 0.40, LTL, 16.9, 1.21, 12, ỉ, 16, 24.13, OK, 1.72.- C10 - T11: 373.20, 8.90, 96.90, 0.40, 0.40, LTL, 18.2, 1.30, 12, ỉ, 16, 24.13, OK, 1.72.- C10 - T10: 556.80, 8.60, 97.60, 0.40, 0.40, LTL, 19.6, 1.40, 12, ỉ, 16, 24.13, OK, 1.72.- C10 - T9: 749.30, 8.30, 97.80, 0.40, 0.40, LTL, 20.0, 1.43, 12, ỉ, 16, 24.13, OK, 1.72.- C10 - T8: 954.70, 7.80, 97.30, 0.40, 0.40, LTL, 22.8, 1.63, 12, ỉ, 16, 24.13, OK, 1.72.- C10 - T7: 1177.30, 7.40, 96.70, 0.40, 0.40, NĐT, 23.4, 1.67, 12, ỉ, 16, 24.13, OK, 1.72.- C10 - T6: 1422.30, 5.90, 86.50, 0.40, 0.40, NĐT, 24.0, 1.71, 12, ỉ, 16, 24.13, OK, 1.72.- C10 - T5: 1695.90, 7.70, 115.70, 0.45, 0.45, NĐT, 26.9, 1.49, 12, ỉ, 20, 37.70, OK, 2.09.- C10 - T4: 1987.40, 9.00, 108.30, 0.45, 0.45, NĐT, 29.3, 1.63, 12, ỉ, 20, 37.70, OK, 2.09.- C10 - T3: 2300.00, 5.20, 98.00, 0.45, 0.45, NĐT, 31.1, 1.73, 12, ỉ, 20, 37.70, OK, 2.09.- C10 - T2: 2667.30, 8.30, 86.20, 0.45, 0.45, NĐT, 32.9, 1.83, 12, ỉ, 20, 37.70, OK, 2.09.- C10 - T1: 2894.10, 14.00, 65.40, 0.45, 0.45, NĐT, 35.5, 1.97, 12, ỉ, 20, 37.70, OK, 2.09.- C10 - H1: 3041.40, 12.50, 40.10, 0.45, 0.45, NĐT, 36.3, 2.01, 12, ỉ, 20, 37.70, OK, 2.09.

Cột Tổ hợp Cặp nội lực Tiết diện

(Cột còn lại vui lòng xem phụ lục)

5.5 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN VÁCH

Sinh viên sử dụng phương pháp “Giả thiết vùng biên chịu Moment”, trong đó cốt thép ở hai đầu vách được coi là chịu toàn bộ Moment, và lực dọc được phân bố đều trên toàn bộ chiều dài của vách.

Quá trình tính toán như sau:

- Bước 1: Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu Moment:

Giả thuyết vùng biên chịu kéo và chịu nén là B.

- Bước 2: Tính toán lực kéo, nén phân phối vào vùng biên:

THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 6.1 KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC

Kích thước hình học của cầu thang bộ:

- Chiều cao tầng: ht = 3400 (mm)

- Bê rộng về thang 1: B = 1200 (mm)

- Bê rộng về thang 2: B = 1200 (mm)

- Khoảng hở 2 vế cầu thang: t = 200 (mm)

- Bề rông bậc thang: lb = 300 (mm)

- Chiều cao bậc thang: hb = 157 (mm)

- Số bậc thang 21 bậc (4×5 + 1 = 21), vế thang 1 có 10 bậc và vế thang 2 có 11 bậc.

- Chiều dày chiếu nghỉ và bản thang: h = 150 (mm)

- Tiết diện dầm chiếu tới 200×300 (mm)

- Tiết diện dầm chiếu nghỉ 200×300 (mm)

- Tĩnh tải bản thang nghiêng: (kN/m 2 ), Với:

+ g i là trọng lượng riêng lớp thứ i.

+ là chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản thang nghiêng.

+ ni là hệ số độ tin cậy lớp thứ i.

Hình 6-20 Chi tiết bản thang nghiêng

- Đối với lớp gạch Ceramic, lớp vữa lót:

Bảng 6-29 Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng

  td g g tc g tt m m kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Lớp gạch ceramic Lớp vữa lót Bậc thang (gạch xây) Tĩnh tải

TT + HT (Không xét đến trọng lượng bản thân BTCT)

Lớp bê tông cốt thép Lớp vữa trát

TT + HT (Có xét đến trọng lượng bản thân BTCT)

- Tĩnh tải bản chiếu nghỉ: : (kN/m 2 ),

Bảng 6-30 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

 g g tc g tt m kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Lớp bê tông cốt thép Lớp vữa trát

TT + HT (Có xét đến trọng lượng bản thân BTCT)

TT + HT (Không xét đến trọng lượng bản thân BTCT)

Lớp gạch ceramic Lớp vữa lót

Hoạt tải tra theo TCVN 2737:2023, (kN/m 2 ) (hệ số độ tin cậy n = 1.2)

- Đối với bản chiếu tới và bản chiếu nghỉ: (kN/m 2 )

- Đối với bản thang xiên:

Thiên về an toàn sinh viên lấy giá trị hoạt tải tính toán cho bản chiếu tới, bản chiếu nghỉ và bản thang xiên là 3.6 (kN/m 2 ).

6.3 SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NỘI LỰC

Sinh viên sẽ mô hình hóa tất cả các trường hợp sơ đồ tính có thể xảy ra, sau đó tiến hành phân tích và lựa chọn sơ đồ tính phù hợp để tính toán cốt thép.

6.3.1 TH1: Sơ đồ tính gối di động – gối cố định

Hình 6-21 Biểu đồ Moment của vế thang -TH1

6.3.2 So sánh kết quả và nhận xét

Bảng 6-31 So sánh kết quả Moment của từng trường hợp sơ đồ tính

Gối 1 Nhịp1-2 Gối 2 Nhịp 2-3 Gối 3 0.00 28.64 0.00 26.83 0.00 0.00 7.77 -8.23 0.58 0.00 -9.11 4.45 -5.61 0.26 -1.42 -8.97 4.34 -5.45 1.27 0.00 2D

Kết quả Moment từ từng sơ đồ tính cho thấy sự khác biệt trong giá trị Moment gối và Moment nhịp Để đảm bảo an toàn, sinh viên đã chọn giá trị M bao tại các vị trí để thực hiện tính toán và bố trí cốt thép.

6.4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP VẾ THANG

6.4.1 Tính toán cốt thép dọc chịu Moment

Bảng 6-32 Tính toán và bố trí thép vế thang h c o h o M α m ξ A s,tt A s,ch μ tt mm mm mm kNm cm 2 ỉ a cm 2 %

Gối 1 120 -9.1 0.041 0.04 2.22 ỉ 10 a 200 3.93 0.18 Nhịp 1-2 120 28.6 0.130 0.14 7.33 ỉ 10 a 100 7.85 0.61 Gối 2 120 -8.2 0.037 0.04 2.00 ỉ 10 a 200 3.93 0.17 Nhịp 2-3 120 26.8 0.122 0.13 6.83 ỉ 10 a 100 7.85 0.57 Gối 3 120 -1.4 0.006 0.01 0.34 ỉ 10 a 200 3.93 0.03

6.4.2 Tính toán cốt thép đai chịu lực cắt

Hình 6-22 Giá trị lực cắt lớn nhất của bản thang

Kiểm tra khả năng chịu uốn theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiên theo mục8.1.3.2 TCVN 5574:2018

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

Bê tông đủ khả năng chịu cắt

6.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM CHIẾU TỚI

6.5.1 Mô hình dầm chiếu tới trong phần mềm SAP2000

Hình 6-23 Biểu đồ Moment và lực cắt của dầm chiếu tới

6.5.2 Tính toán cốt thép dọc và cốt thép đai

Bảng 6-33 Tính toán cốt thép dọc cho dầm chiếu tới

Bảng 6-34 Tính toán cốt thép đai cho dầm chiếu tới

Vị Trí V max Q b Điều kiện

Cắt (kN) (kN) Tính cốt đai ỉ (mm) n (nhánh)

Tính Toán & Chọn Thép Dai Dầm

PHẦN I: MÓNG CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC

1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

1.1.1 Phân loại và đặc điểm các lớp đất

- Thành phần gồm: Cát pha bụi, xám vàng, kết cấu kém chặt.

- Lớp này phân bố như sau:

+ Hố khoan BH1: Bề dày 2.0m (Từ 0.0m đến -2.0m)

- Thành phần gồm: Bụi hữu cơ, xám đen, trạng thái chảy.

+ Hố khoan BH1: Bề dày 19.0m (Từ -2.0m đến -21.0m)

- Thành phần gồm: Sét gầy lẫn cát, xám xanh, trạng thái dẻo mềm.

- Thành phần gồm: Sét gầy pha cát, vàng nâu - xám trắng, trạng thái dẻo cứng.

- Thành phần gồm: Cát pha sét, bụi, xám trắng, nâu vàng, kết cấu chặt vừa - chặt.

- Thành phần gồm: Sét gầy, nâu vàng - xám trắng, trạng thái nửa cứng.

- Thành phần gồm: Cát pha sét, bụi, xám trắng - nâu vàng, kết cấu chặt vừa - rất chặt.

+ Hố khoan BH1: Bề dày > 40.8m (Từ -59.2m đến -100.0m)

Khu đất xây dựng tại Quận 7, TP.HCM có địa hình bằng phẳng với độ chênh lệch cao độ không đáng kể Xung quanh khu vực này đã có nhiều công trình xây dựng kiên cố.

Hồ sơ địa chất bao gồm ba hố khoan BH1, BH2 và BH3 Trong luận văn này, sinh viên đã chọn hố khoan BH1 để thu thập số liệu phục vụ cho việc tính toán móng.

Mực nước ngầm đo được tại Hố khoan BH1 là -2.1m

Lớp đất Bề dày lớp đất Mô tả Độ ẩm

Giới hạn dẻo Độ sệt

Lớp A 0.0÷2.0 Cát pha bụi, xám vàng, kết cấu kém chặt 17.6 2.65 NP

Lớp 1 2.0÷21.0 Bụi hữu cơ, xám đen, trạng thái chảy 86.9 14.7 4.86 2.62 2.33 80.2 44.1 1.19 Lớp 2 21.0÷24.0 Sét gầy lẫn cát, xám xanh, trạng thái dẻo mềm 29.2 18.7 9.11 2.7 0.87 37.6 19.4 0.54

Lớp 3 24.0÷29.6 Sét gầy pha cát, vàng nâu - xám trắng, trạng thái dẻo cứng 21.3 19.8 10.14 2.71 0.686 33.1 18.3 0.33

Lớp 4 29.6÷55.2 Cát pha sét, bụi, xám trắng, nâu vàng, kết cấu chặt vừa - chặt 18.4 20.4 10.77 2.67 0.55 22.3 16.1 0.38

Lớp 5 55.2÷59.2 Sét gầy, nâu vàng - xám trắng, trạng thái nửa cứng 21.7 20.3 10.52 2.71 0.625 39.7 20.3 0.08

Lớp 6 59.2÷100 Cát pha sét, bụi, xám trắng - nâu vàng, kết cấu chặt vừa - rất chặt 18.5 20.5 10.82 2.67 0.543 22.5 16.1 0.37

Lớp đất Bề dày lớp đất Mô tả

  I  I I c c I c II degree degree degree kPa kPa kPa

Lớp A 0.0÷2.0 Cát pha bụi, xám vàng, kết cấu kém chặt

Lớp 1 2.0÷21.0 Bụi hữu cơ, xám đen, trạng thái chảy 3.5 2.95 3.15 5.6 5 5.2

Lớp 2 21.0÷24.0 Sét gầy lẫn cát, xám xanh, trạng thái dẻo mềm 11.1 - - 19.5 - -

Lớp 3 24.0÷29.6 Sét gầy pha cát, vàng nâu - xám trắng, trạng thái dẻo cứng 14.3 13.37 13.72 27.7 23 24.8

Lớp 4 29.6÷55.2 Cát pha sét, bụi, xám trắng, nâu vàng, kết cấu chặt vừa - chặt 25.33 24.75 24.97 9.5 6.1 7.3

Lớp 5 55.2÷59.2 Sét gầy, nâu vàng - xám trắng, trạng thái nửa cứng 17.2 15.88 16.38 43.5 36.6 39.3

Lớp 6 59.2÷100 Cát pha sét, bụi, xám trắng - nâu vàng, kết cấu chặt vừa - rất chặt 26.33 25.8 26 10.1 6.9 8.1

Thí nghiêm cắt trực tiếp

Góc nội ma sát Lực dính

Lớp đất Bề dày lớp đất Mô tả Độ ẩm

Giới hạn dẻo Độ sệt

Lớp A 0.0÷2.0 Cát pha bụi, xám vàng, kết cấu kém chặt 17.6 2.65 NP

Lớp 1 2.0÷21.0 Bụi hữu cơ, xám đen, trạng thái chảy 86.9 14.7 4.86 2.62 2.33 80.2 44.1 1.19

Lớp 2 21.0÷24.0 Sét gầy lẫn cát, xám xanh, trạng thái dẻo mềm 29.2 18.7 9.11 2.7 0.87 37.6 19.4 0.54

Lớp 3 24.0÷29.6 Sét gầy pha cát, vàng nâu - xám trắng, trạng thái dẻo cứng 21.3 19.8 10.14 2.71 0.686 33.1 18.3 0.33

Lớp 4 29.6÷55.2 Cát pha sét, bụi, xám trắng, nâu vàng, kết cấu chặt vừa - chặt 18.4 20.4 10.77 2.67 0.55 22.3 16.1 0.38

Lớp 5 55.2÷59.2 Sét gầy, nâu vàng - xám trắng, trạng thái nửa cứng 21.7 20.3 10.52 2.71 0.625 39.7 20.3 0.08

Lớp 6 59.2÷100 Cát pha sét, bụi, xám trắng - nâu vàng, kết cấu chặt vừa - rất chặt 18.5 20.5 10.82 2.67 0.543 22.5 16.1 0.37

1.2 TÍNH TOÁN CỌC VUÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP – D400

Bảng 7-35 Thông số bê tông B30

TT Đặc trưng thông số

Module đàn hồi của bê tông

Cường độ chịu nén tiêu chuẩn Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn

Cường độ chịu nén tính toán Đơn vị

Bảng 7-36 Thông số cốt thép CB240-T và CB400-V

TT Đặc trưng thông số Loại thép

Module đàn hồi khi chịu kéo và nén 200000

3 Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang Rsw 170 280 Đơn vị

MPa Cường độ chịu nén tính toán

1.2.2 Xác định kích thước và tiết diện cọc

 Cao độ mặt trên của sàn hầm -2.86 (m)

 Chọn chiều cao đài cọc Hđ = 1.5 (m)

 Cao trình đáy đài cọc Df = -2.86m – 1.5m = - 4.36 (m)

 Chiều sâu mũi cọc: -50.36 (m) Mũi cọc cắm vào lớp đất số 4: Cát pha sét, bụi, xám trắng, nâu vàng, kết cấu chặt vừa - chặt

 Đoạn cọc ngàm vào đài: 0.1 (m)

 Tổng đoạn đập đầu cọc và đoạn neo vào đài: 0.9m + 0.1m = 1.0 (m)

 Chiều dài thi công cọc: Ltt = 46 + 0.1 + 0.9 = 47 (m)

 Chọn cọc vuông BTCT thường có cạnh d = 0.8 (m)

Bảng 7-37 Thông số cọc BTCT thường d800

Khái niệm Kí hiệu Giá trị Đơn vị Đường kính cọc khoan nhồi D 0.80 m Diện tích tiết diện ngang cọc Ab 0.503 m 2 Chu vi tiết diện cọc u 2.513 m

Số lượng cốt thép dọc n 12 thanh Đường kính cốt thép dọc d 18 mm Diện tích cốt thép dọc As 3054 mm 2

Diện tích tiết diện bê tông Abt 0.500 m 2 Lớp bê tông bảo vệ cọc co 50 mm

1.2.3 Xác định sức chịu tải của cọc

1.2.3.1 Sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu

Sức chịu tải của cọc BTCT đúc sẵn theo vật liệu được xác định dựa vào Mục 7.1.8 và 7.1.9 trong TCVN 10304:2014

- là hệ số uốn dọc, xác định theo công thức:

- Rsc = 350 MPa là cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

- As = 1608 mm 2 là diện tích cốt thép, hàm lượng cốt thép m = 1.01% thỏa điều kiện hàm lượng tối thiểu theo TCXD 205:1998 m ≥ 0.80%

- g b2 = 1.0 là hệ số điều kiện làm việc của bê tông.

- Rb = 17 MPa là cường độ chịu nén tính toán của bê tông

- Abt = 0.158 m 2 là diện tích tiết diện bê tông (không kể cốt thép).

Xác định hệ số uốn dọc :

- Xác định hệ số biến dạng của cọc 

+ k là hệ số tỷ lệ (Tra bảng A1, Trang 72 TCVN 10304:2014), khi cọc đi qua nhiều lớp đất thì tính k tương đương:

Bảng 8-38 Hệ số nền K của các lớp đất

+ bp là bề rộng quy ước của cọc, với cọc có đường kính d ≥ 0.8(m) thì: bp = d + 1.0 = 0.8 + 1.0 = 1.8 (m) + g c là hệ số điều kiện làm việc, đối với móng có nhiều cọc thì g c = 1.0

+ E là Module dàn hồi của vật liệu cọc, cọc BTCT có E = 32500 (MPa) – B30 + I là Moment quán tính của tiết diện ngang cọc:

- Xác định chiều dài ngàm tương đương của cọc trong đất l 1

(lo là khoảng cách từ đáy đài đến mặt đất, đài cọc nằm dưới mặt đất nên lo = 0)

- Xác định độ mảnh  của cọc

+  = 1 (Xem cọc có 1 đầu ngàm và 1 đầu trượt)

- Hệ số uốn dọc  của cọc

Vậy sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu có giá trị là:

1.2.3.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

- Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc q b :

Mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 4, bao gồm cát pha sét, bụi, có màu xám trắng và nâu vàng, với kết cấu chặt vừa chặt Do mũi cọc cắm vào lớp đất rời, giá trị qb được xác định theo cách cụ thể.

Các hệ số phụ thuộc vào trị số góc ma sát trong tính toán nền đất được ký hiệu là \$\alpha_1\$, \$\alpha_2\$, \$\alpha_3\$, và \$\alpha_4\$, theo Bảng 6, trang 30, TCVN 10304:2014 Mũi cọc được đặt tại lớp 4.

’ I = 24.75 tra bảng được giá trị  1 = 10.98,  2 = 21.59,  3 = 0.43,  4 = 0.28

+ g’ I là dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hoà nước) g’ I (Lớp 4) = 10.69 (kN/m 3 )

G I là giá trị trọng tính toán trung bình của đất trên mũi cọc, được tính theo các lớp đất và có xem xét tác động đẩy nổi trong đất bão hòa nước, với giá trị là 391.03 kN/m².

Bảng 7-39 Dung trọng và chiều dày lớp đất bên trên mũi cọc

Chiều sâu hạ cọc, ký hiệu là h, được xác định từ mặt đất tự nhiên hoặc mặt đất thiết kế (trong trường hợp có thiết kế đào đất) đến mũi cọc hoặc đáy phần mở rộng mũi Chiều sâu này tương ứng với chiều dài cọc tính từ đáy đài, với giá trị h = 46 m.

Vậy giá trị cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc là:

- Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc f i ×l i

Chia lớp đất xung quanh cọc thành các lớp đất theo quy định trong bảng 3 TCVN 10304:2014 Tiến hành nội suy giá trị fi từ bảng 3 dựa vào loại đất và chiều sâu trung bình của từng lớp đất thứ "i", tính từ mực nước ngầm.

Bảng 7-40 Bảng tính sức kháng trung bình trên thân cọc theo chỉ tiêu cơ lý Độ sâu L i Độ sệt γ cf f i γ cf f i L i

Vậy sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý có giá trị là:

1.2.3.3 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

Theo phụ lục G2 TCVN 10304:2014, sức chịu tải cực hạn của cọc:

+ Qb (kN) là sức kháng của đất dưới mũi cọc

+ Qf (kN) là sức kháng của đất trên thân cọc

+ qb (kN/m 2 ) là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

+ Ab (m 2 ) là diện tích tiết diện ngang mũi cọc.

+ fi (kN/m 2 ) là cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc.

+ li (m) là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

- Xác định sức kháng của đất dưới mũi cọc Q b

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc trong trường hợp tổng quát được xác định theo công thức:

 c = 6.05 (kN/m 2 ) là lực dính của lớp đất số 4

 = 20.36 – Tra bảng Terzaghi theo góc ma sát trong  (Lớp 4) = 24.74 (độ)

Áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc được xác định là 435 kN/m², tương ứng với ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất tác động tại vị trí này.

 = 10.38 – Tra bảng Terzaghi theo góc ma sát trong  (Lớp 4) = 24.75 (độ)

- Xác định sức kháng trung bình trên thân cọc Q f

Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc fi trong trường hợp tổng quát có thể xác định như sau:

 cu,i (kN/m 2 ) là cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính thứ “i"

Hệ số $\alpha$ phụ thuộc vào đặc điểm của lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc, phương pháp hạ cọc, cũng như quá trình cố kết của đất trong thi công và phương pháp xác định cu Hệ số này có thể được xác định thông qua biểu đồ.

 ki là hệ số áp lực ngang của đất lên cọc, phụ thuộc vào loại cọc: cọc chuyển vị (đóng, ép) hay cọc thay thế (khoan nhồi hoặc barret):

Với đất rời: ki = 1 – Sin i

Với đất dính: ki = (0.19 + 0.233logIP)

 (kN/m 2 ) là ứng suất hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ “i”

  i là góc ma sát giữa đất và cọc, đối với cọc BTCT lấy bằng giá trị góc ma sát trong của đất  i

Kết quả tính toán được trình bày ở bảng bên dưới:

Bảng 7-41 Sức kháng trung bình trên thân cọc Độ sâu L i c g ' i s ' v,z  f i f i L i

TB (m) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) (Độ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Vậy sức kháng trung bình trên thân cọc có giá trị là:

Vậy sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền có giá trị là:

1.2.3.4 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

Dùng công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản, được trình bày trong mục G.3.2 TCVN 10304:2014 như sau:

+ qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, mũi cọc cắm vào đất rời nên giá trị qb = 150Np = 150×(24+25+28)/3 = 3900 (kN/m 2 )

Bảng 7-42 Giá trị ma sát thân cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh SPT Độ sâu L i N s,i f s,i γ i(min) γ' i(min) s ' v,z c u,i c u,i /s ' v,z  p f L f c,i f i L i

TB (m) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 3 ) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Tên lớp Loại đất Độ sâu

Vậy giá trị sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT có giá trị là:

1.2.3.5 Tổng hợp kết quả sức chịu tải

Bảng 7-43 Tổng hợp sức chịu tải của cọc đơn

Theo chỉ tiêu cơ lý 2837 Theo chỉ tiêu cường độ 9469 Theo thí nghiệm SPT 8673 Theo vật liệu Theo vật liệu cọc 6009

Bảng xác định sức chịu tải nén tiêu chuẩn R c,k Sức chịu tải Chỉ tiêu tính toán

Sức chịu tải thiết kế của cọc (theo mục 7.1.11 TCVN 10304:2014):

+ g o là hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất sử dụng móng cọc, móng nhiều cọc lấy g o = 1.15

+ g n là hệ số độ tin cậy về tầm quan trọng của công trình Ứng với mức độ công trình cấp II, có được hệ số g n = 1.15

+ là hệ số tin cậy theo đất phụ thuộc vào số lượng cọc trong móng.

+ Rc,k là trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc, được xác định từ các trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u

Bảng 7-44 Tổng hợp sức chịu tải thiết kế của cọc g k g n g o R c,d Min (R c,d , P vl )

1.3 MẶT BẰNG BỐ TRÍ MÓNG CỌC VUÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

- Quy trình bố trí đài móng và chọn số lượng cọc trong móng:

Để xác định sơ bộ số lượng cọc, cần nhóm các cột và vách gần nhau thành một nhóm, từ đó tìm ra nội lực nguy hiểm nhất tại các chân cột và vách truyền vào móng.

+ Sau đó tiến hành tính toán số lượng cọc cần thiết tại chân các cột và vách theo công thức:

 là lực dọc tính toán lớn nhất tại chân cột

 Rc,d là sức chịu tải thiết kế của cọc tương ứng

 k là hệ số ảnh hưởng đến Moment, cột giữa lấy k = 1.1, cột biên lấy k = 1.2 và cột góc lấy k = 1.3)

- Thực hiện tính toán như trên, sinh viên có được bảng sơ bộ số lượng cọc dưới chân cột, vách và lõi thang như bảng bên dưới:

Hình 7-24 Tên các nút tại chân cột vách 1.4 THIẾT KẾ MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP F2

1.4.1 Nội lực thiết kế móng

Hình 7-25 Quy ước phương và chiều của lực

Theo nguyên tắc, cần tính toán tất cả các tổ hợp, nhưng do thời gian hạn chế, sinh viên có thể chọn 5 tổ hợp sau đây.

 TH1: N (max) , Mx(tư), My(tư), Hx(tư), Hy(tư)

 TH2: N(tư), M x(max) , My(tư), Hx(tư), Hy(tư)

 TH3: N(tư), Mx(tư), M y(max) , Hx(tư), Hy(tư)

 TH4: N(tư), Mx(tư), My(tư), H x(max) , Hy(tư)

 TH5: N(tư), Mx(tư), My(tư), Hx(tư), H y(max)

Bảng 7-45 Tải trọng tính toán tại chân cột C9

N M x M y H x H y kN kNm kNm kN kN

Tải trọng tính toán tại chân cột Móng Tổ hợp

Bảng 7-46 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột C9

N M x M y H x H y kN kNm kNm kN kN

Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột Móng Tổ hợp

1.4.2 Sơ bộ số lượng cọc và bố trí cọc

- Chọn số lượng cọc bố trí trong đài là n = 6 (cọc)

- Sức chịu tải của cọc cho trường hợp móng có từ 6 đến 10 cọc là R c,d = 1719 (kN)

- Theo mục 8 TCVN 10304:2014, khi bố trí cọc trong đài cần lưu ý các điều kiện sau: + Khoảng cách từ tim cọc đến tim cọc gần nhất tối thiểu là:

+ Khoảng cách giữa mép cọc tới mép ngoài của đài là:

Hình 7-26 Bố trí cọc trong đài móng M4

+ Chiều dài cạnh theo phương trục X: L = 6100 (mm)

+ Chiều rộng cạnh theo phương Y: B = 3700 (mm)

+ Chiều cao đài cọc hdai = 1500 (mm)

- Diện tích tiết diện đài cọc: Adai = B×L = 22.57 (m 2 )

1.4.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc

1.4.3.1 Tính toán phản lực đầu cọc

- Trọng lượng tính toán của đài:

- Tải trọng tính toán tại trọng tâm đáy đài cho trường hợp Nmax

- Tính toán tương tự cho các trường hợp còn lại, sinh viên được bảng sau:

Bảng 7-47 Tải trọng tính toán tại trọng tâm đáy đài kN kNm kNm

Tải trọng tính toán tại trọng tâm đáy đài

- Giá trị phản lực tại đầu cọc được tính toán như sau:

Bảng 7-48 Giá trị phản lực đầu cọc

N (max) M x(max) M y(max) H x(max) H y(max) m m m 2 m 2 kN kNm kNm kN kN

Tính toán phản lực đầu cọc

1.4.3.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc Điều kiện kiểm tra:

+ Lực nén lớn nhất tác dụng lên đầu cọc là:

+ Lực nén nhỏ nhất tác dụng lên đầu cọc là:

+ Trọng lượng bản thân của cọc (giá trị tải tính toán):

Lực truyền xuống đầu cọc nhỏ hơn giá trị thiết kế, trong khi giá trị phản lực đầu cọc đạt 92.3% sức chịu tải thiết kế, cho thấy giá trị Rc,u là hợp lý Do đó, không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc.

1.4.4 Kiểm tra điều kiện áp lực tại mũi cọc

1.4.4.1 Lý thuyết kiểm tra điều kiện áp lực tại mặt phẳng mũi cọc Điều kiện áp lực đất nền tại mặt phẳng mũi cọc như sau:

+ lần lượt là áp lực tiêu chuẩn trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất tại mặt phẳng mũi cọc (kN/m 2 ).

+ là sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền tại mặt phẳng mũi cọc.

1.4.4.2 Xác định kích thước khối móng quy ước

Theo mục 7.4.4 trang 43 TCVN 10304:2014, đường bao của khối móng quy ước được xác định như sau:

 Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc xuyên qua:

+ là góc ma sát trong tính toán của từng lớp đất có chiều dày li mà cọc xuyên qua.

+ li là chiều dài đoạn cọc trong lớp đất thứ “i”.

 Góc mở rộng đáy khối móng qui ước :

 Cạnh của khối móng quy ước:

Diện tích mặt cắt khối móng quy ước:

Như vậy, kích thước khối móng quy ước là:

1.4.4.3 Trọng lượng khối móng quy ước

Theo mục 7.4.4 trang 44 TCVN 10304:2014, trọng lượng khối móng quy ước bao gồm: trọng lượng cọc và bệ cọc kể cả đất nằm trong khối móng quy ước.

 Trọng lượng đất trong khối móng quy ước:

+ Diện tích mặt bằng khối móng quy ước:

+ Áp lực phân bố của đất tại mặt phẳng đáy khối móng quy ước:

( SỬA 2 HÀNG) Trọng lượng đất trong khối móng quy ước bị cọc và đài chiếm chỗ: sửa 2 hàng Trong đó: sửa 2 hàng Và:

 Trọng lượng của 2 cây cọc BTCT d400:

Như vậy, tổng trọng lượng của khối móng quy ước sẽ là:

1.4.4.4 Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước

 Tải trọng tiêu chuẩn tại trọng tâm đáy khối móng quy ước cho trường hợp N max

Các trường hợp còn lại sinh viên tính toán và trình bày dưới bảng sau:

Bảng 7-49 Tải trọng tiêu chuẩn tại trọng tâm đáy khối móng quy ước kN kNm kNm

Tải trọng tính toán tại trọng tâm đáy MKQƯ

 Xác định Moment chống uốn:

- Moment chống uốn theo phương X:

- Moment chống uốn theo phương Y:

Áp lực tiêu chuẩn tại mặt phẳng đáy khối móng được tính cho trường hợp N max Áp lực tiêu chuẩn trung bình tại mặt phẳng đáy khối móng quy ước là yếu tố quan trọng trong thiết kế và phân tích kết cấu.

+ Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất tại mặt phẳng đáy khối móng quy ước:

+ Áp lực tiêu chuẩn nhỏ nhất tại mặt phẳng đáy khối móng quy ước:

Các trường hợp còn lại sinh viên tính toán và trình bày dưới bảng sau:

Bảng 7-50 Áp lực tiêu chuẩn tại mặt phẳng đáy khối móng quy ước p tc tb p tc max p tc min kN kNm kNm kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2

H y(max) 54481 280 282 486 488 483 Áp lực tiêu chuẩn tại mặt phẳng đáy MKQƯ TH

1.4.4.5 Sức chịu tải của đất nền tại mặt phẳng mũi cọc

Theo mục 4.6.9, TCVN 9362:2012, cường độ tiêu chuẩn của đất nền được xác định theo công thức:

MÓNG

Tiêu đề	Luận Văn Tốt Nghiệp (Thuyết Minh Tính Toán) Thiết Kế Công Trình Wink Hotel Saigon Center
Trường học	Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Xây Dựng
Thể loại	Luận văn
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	108
Dung lượng	3,85 MB